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UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ACTIV

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UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ACTIVIDAD N° 14 ASIGNATURA

:

CONCRETO ARMADO I

TEMA

:

INSVESTIGACION

DOCENTE

:

ING. VELIZ FLORES Arístides Gonzalo

INTEGRANTES: 1. BARRIENTOS DE LA CRUZ, Victor 2. BELLIDO PEREZ, ROGER 3. CASTRO SALVATIERRA Rumenege 4. DUEÑAS CAYLLAHUA, Henry Breshman 5. ROJAS GARAY, Franklin 6. TERRANOVA VILA, Yhoni 7. TORRES VASQUEZ, Danny 8. VELASQUEZ DE LA CRUZ Esthefani

AYACUCHO – PERU – 2020

INTRODUCCION La edificación se idealiza como un ensamblaje de vigas, columnas, placas y sistemas de muros, con diafragmas horizontales de piso que le brinden rigidez. La integración de las fuerzas internas del elemento finito en cuanto a fuerzas y momentos, está completamente automatizado, de tal manera que produce el equilibrio completo para las fuerzas aplicadas a las estructuras. Las formulaciones de columnas, viga y muros incluyen efectos de flexión, carga axial y deformaciones por corte. Las formas de modos y frecuencia, factores de participación modal y porcentajes de participación de masas son evaluados por el programa. Se considera una distribución de masas y rigideces adecuadas para el comportamiento dinámico. Se utiliza en el programa un modelo de masas concentradas en cada nudo considerando 03 grados de libertad en cada uno de ellos. La cual evalúa 02 componentes ortogonales de traslación horizontal y una componente de rotación.

PREDIMENSIONAMIENTO El predimensionamiento viene a ser la determinación de las características geométricas de los elementos estructurales, pues el objeto del diseño es determinar las dimensiones y características de los elementos de toda la estructura, para que esta cumpla su función con un buen grado de seguridad y a un costo mínimo en condiciones de servicio. Para realizar el análisis estructural de este proyecto es necesario conocer las características estructurales y mecánicas de los elementos que lo conforman.

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Las columnas se dimensionan tomando en cuenta los efectos de carga axial y momento flector. En edificaciones de poca altura considerable la carga axial toma un papel más importante como es el caso de la presente edificación. Se considerará la siguiente expresión para el área de la columna mínima: Area = k P / n f’c PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS En la actualidad es común observar vigas de igual peralte en ambas direcciones de la edificación por razones de rigidez lateral y resistencia. El peralte "h" que usualmente se considera L/10 ó L/12; sean vigas principales ó secundarias, siendo L la luz libre entre caras de apoyo. Se considerara la siguiente expresión para determinar el peralte de las vigas: h = luz/ (4/√Wu) Para el caso del ancho de vigas (b), pueden estimarse: b=B/20 donde B es el ancho tributario de las vigas.

PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS Las dimensiones en planta de un tablero de losa son agentes determinantes del comportamiento de la losa, en una o en dos direcciones.

Losas aligeradas: A fin de no chequear deflexiones h = L/25: donde L es la distancia entre centros de apoyos, determinándose una altura de 20 cm, por lo que debe emplearse ladrillo de h = 15 cm.

MODELO DE LA GEOMETRIA EN ETABS.

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS.

EJE A-A VIGAS PRINCIPAL

EJE C-C – VIGA PRINCIPAL

DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL. A continuación, se presentará el diseño de un elemento estructural que es para la viga principal, en ello la comparación mediante una hoja de Excel los resultados del etabs. Diagrama de Momentos y Cortantes en las vigas debido a la carga por servicio.

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR

RESULTADO DE AREA DE ACERO EN VIGA PRINCIPAL EN ETABS

cálculo realizado mediante programa etabs solo por la combinación de la carga viva y muerta. Que a continuación se realizara el diseño con el momento máximo producido en la hoja de calculo Excel.

DISEÑO DE LA VIGA PRICIPAL DEL EJE C-C (VP-25X55) 1. CALCULO DE ACERO NEGATIVO X=6.05 cm

DATOS: b= h= r= f'c = fy = Mu = Ø=

25 55 4 210 4200 778957.94 0.9

cm cm cm Kg/cm2 Kg/cm2 Kg.cm

175 210 280 350 420

I. INDICE DE REFUERZO

bd 2 f ' c  bd 2 f ' c   4 0.59bd 2 f 'c  Mu W 2  0.59bd 2 f ' c 2

Wmin = Wmax = W=

0.066 1.629 0.066

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO



Wf ' c fy

ρmin = ρmax = ρ=

0.33% 8.14% 0.33%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

1  0.85  0  f 'c  280  f ' 280  1  0.85  0.05 c   280  f ' c  560  70  1  0.65  f ' c  560 β1 =

0.85

b  ρb = 0.75ρb =

0.85 f ' c 1  6117   f  6117  fy  y  2.14% 1.61%

  0.75 b  falla ductil   0.75  b  falla fragil ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

As  bd

Ac =

4.204

cm2

1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 1

0.32 0.72 1.27 1.98 2.85 5.07

V. ACERO MINIMO

As min 

14.1bd fy

Asmin =

4.280

As min 

0.8 f 'c bd fy

Asmin =

3.519

cm2

cm2

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.280

cm2

As(4/3Ac) =

5.606

cm2

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 4.280 cm2 # de varillas 2.16 Ø 5/8 Pero por seguridad tomaremos 2Ø 5/8 " + 2Ø 1/2"que corresponde al acero

2. CALCULO DE ACERO POSITIVO X=6.05 cm

DATOS: b= 25 h= 55 r= 4 f'c = 210 fy = 4200 Mu = 1011033.73 Ø= 0.9

cm cm cm Kg/cm2 Kg/cm2 Kg.cm

I. INDICE DE REFUERZO

bd 2 f 'c  bd 2 f ' c   4 0.59bd 2 f 'c  Mu 2  0.59bd 2 f ' c 2

W

Wmin = Wmax = W=

0.087 1.608 0.087

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO



Wf ' c fy

ρmin = ρmax = ρ=

0.43% 8.04% 0.43%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

 1  0.85  0  f ' c  280  f ' 280   1  0.85  0.05 c   280  f ' c  560  70   1  0.65  f ' c  560 β1 =

0.85

b  ρb = 0.75ρb =

0.85 f ' c 1  6117   f  6117  fy  y  2.14% 1.61%

  0.75 b  falla ductil   0.75 b  falla fragil ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

As  bd

Ac =

5.527

cm2

V. ACERO MINIMO

As min 

14.1bd fy

Asmin =

4.280

As min 

0.8 f 'c bd fy

Asmin =

3.519

cm2

cm2

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.280

cm2

As(4/3Ac) =

7.370

cm2

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 5.527 cm2 2.79 Ø 5/8 Pero por seguridad tomaremos 3 Ø 5/8"+ 2 Ø 1/2que corresponde al acero

DISEÑO DELOSA ALIGERADA

DIS EÑO DE LOSA A LIGERA DO SISTEMA DE TECHADO

:

Losa aligerada

1.- CALCULO DE CARGAS ACTUANTES 1.1- Predimensionamiento de Losa Se gún re glame nto Pre dime nsionamie nto : h=L/25 3.05 m

6.05

h=3.05/25 Pe so losa de

h= 0.1556 20 cm :

= 20 cm 300 Kg/m2

1.2.- M etrado de Cargas Carga Mue rta (D) Pe so Propio Acabados Tabique ria

0.40 0.40 0.40

* * *

300.00 100.00 120.00 WD

= = = =

120 40 48 208.00

Carga Viva (L) Sobre Carga

0.40

*

300.00 WL

= =

120.00 Kg/m 120.00 Kg/m

Carga Ultima de se rvicio Wu Wu Wu

= = =

1.4*D + 1.7*L 495.2 Kg/m 0.495 Tn/m

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

1.2.- Metrado de Cargas Carga Muerta (D) Peso Propio Acabados Tabiqueria

0.40 0.40 0.40

* * *

300.00 100.00 120.00 WD

= = = =

120 40 48 208.00

Carga Viva (L) Sobre Carga

0.40

*

300.00 WL

= =

120.00 Kg/m 120.00 Kg/m

Carga Ultima de servicio Wu Wu Wu

= = =

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

1.4*D + 1.7*L 495.2 Kg/m 0.495 Tn/m

1.3.- Calculo de los Momentos

wu= 0.4952 tn/m

3.25

3.25

3.14

3.65

3.05

Valores calculados -Mu.1 = -Mu.2 = -Mu.3 = -Mu.4 = -Mu.5 = +Mu.6 = +Mu.7 = +Mu.8 = +Mu.9 =

0.47 0.45 0.44 0.44 0.42 0.22 0.2 0.21 0.2

3.05

3.01

Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m Tn-m

2.- CALCULO DE REFUERZO 2.1.- Calculo de aceros de refuerzo diseño del As en el apoyo intermedio "b" Es el ancho del elemento de la zona que esta en compresion 40

SI -Mu : entonces +Mu : entonces

t d= 17

h= 20 c 10

f`y = f`c =

b= b=

4,200 Kg/cm2 210 Kg/cm2

10 40

cm cm

Diseño del As para el momento

-Mu.1 =

0.47 Tn-m

As=Mu/ ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.813 cm2 area de acero proximado

a=As*f' y/0.85*f' c*b 1.91 cm a= As=

0.775 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø 1/2" Diseño del As para el momento

-Mu.2 =

0.45 Tn-m

As=Mu/ ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.778 cm2 area de acero proximado

a=As*f' y/0.85*f' c*b 1.83 cm a= As=

0.740 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø1/2" Diseño del As para el momento

-Mu.3 =

0.44 Tn-m

As=Mu/ ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.761 cm2 area de acero proximado

a=As*f' y/0.85*f' c*b 1.79 cm a= As=

0.723 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø1/2" Diseño del As para el momento

-Mu.4 =

0.44 Tn-m

As=Mu/ ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.761 cm2 area de acero proximado

a=As*f' y/0.85*f' c*b 0.45 cm a= As=

0.694

Diseño del As para el momento

-Mu.5 =

0.42 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.726 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.43 cm a= As=

0.662 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø1/2" Diseño del As para el momento

+Mu.6 =

0.22 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.380 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.22 cm a= As=

0.345 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø3/8" Diseño del As para el momento

+Mu.7 =

0.2 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.346 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.20 cm a= As=

0.313 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø3/8"

Diseño del As para el momento

+Mu.8 =

0.21 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.363 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.21 cm a= As=

0.329 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø3/8" Diseño del As para el momento

+Mu.9 =

0.2 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.346 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.81 cm a= As=

0.319 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø3/8" Diseño del As para el momento

+Mu.10 =

0.2 Tn-m

As=Mu/ø*f`y*(d-a/2) Primer tantero As=

asumimos que (d-a/2)=0.90d 0.346 cm2 area de acero proximado

a=As*f'y/0.85*f'c*b 0.20 cm a= As=

0.313 cm2

area de acero real

utilizamos

1ø3/8"

CONCLUSIONES. 1. Garantizar de formas muy técnicas y que funcionen con los diseños técnicos mencionados, de brindar el soporte mediante el pre dimensionamiento correcto de la estructura. 2. De acuerdo al cálculo que hemos realizado es que viendo las dimensiones de la luz entre columnas viendo las posiciones de las vigas principales y secundarias debemos considerar un mínimo que cumpla la resistencia y expectativa que satisfaga para que la estructura soporte y trabaje correctamente sin falla alguna. RECOMENDACIONES. 1. Mediante el trabajo realizado es que la recomendación más fundamental es contar con un especialista para que pueda determinar los pre dimensionamientos y resistencias que y soportes necesarios para que la estructura trabaje con toda normalidad. 2. Contar con un especialista tanto para la elaboración de los planos y al momento d ejecución se recomienda un ingeniero civil.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Ángel San Bartolomé Análisis de edificios – 1era Edición, Fondo Editorial PUCP – 2010. 2. Gianfranco Ottazzi Concreto Armado – Apuntes del Curso de Concreto Armado 1 – 2003. 3. T. Harmsen y P. Mayorga Diseño de Estructuras de Concreto Armado Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial, 2015. 4. Richard Bares Tablas para el cálculo de placas y vigas pared – Barcelona- Edit Gustavo- Gill. 2016.